پلی اتیلن چیست؟

پلی اتیلن یکی از پرکاربردترین پلیمرهای مصنوعی در جهان است که به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، در طیف گسترده‌ای از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده که از طریق پلیمریزاسیون گاز اتیلن به‌دست می‌آید، به دلیل وزن سبک، انعطاف‌پذیری، مقاومت شیمیایی بالا و هزینه تولید مقرون‌به‌صرفه، جایگاه ویژه‌ای در تولید محصولات مختلف یافته است.

در دنیای امروز، پلی اتیلن تقریباً در همه جنبه‌های زندگی روزمره حضور دارد. از بسته‌بندی‌های پلاستیکی، لوله‌های انتقال آب و گاز، تجهیزات پزشکی و صنعت خودروسازی گرفته تا کاربردهای پیشرفته در مهندسی و فناوری‌های نوین، این پلیمر تأثیر غیرقابل‌انکاری در بهبود کیفیت زندگی و توسعه صنایع مختلف داشته است.

اهمیت پلی اتیلن نه تنها به دلیل کاربردهای گسترده آن بلکه به سبب قابلیت بازیافت و سازگاری آن با محیط زیست نیز مورد توجه قرار گرفته است. این پلیمر، بسته به نوع و ترکیب‌بندی شیمیایی، در قالب‌های گوناگونی مانند پلی‌اتیلن سنگین (HDPE)، پلی‌اتیلن سبک (LDPE) و پلی‌اتیلن خطی سبک (LLDPE) تولید شده و هرکدام کاربردهای خاص خود را دارند.

در این مقاله، به بررسی جامع پلی‌اتیلن، انواع آن، ویژگی‌های کلیدی و کاربردهای متنوع آن در صنایع مختلف خواهیم پرداخت تا درک بهتری از این پلیمر استراتژیک و نقش مهم آن در زندگی مدرن داشته باشیم.

تاریخچه پلی اتیلن

پلی‌اتیلن امروزه یکی از پرکاربردترین پلیمرهای جهان محسوب می‌شود، اما کشف آن به‌طور کاملاً تصادفی رخ داد. این ماده نخستین بار در سال 1898 توسط شیمیدان آلمانی هانس فون پشمان (Hans von Pechmann) به‌دست آمد. او هنگام گرم کردن دیازومتان، یک ماده مومی‌شکل سفیدرنگ مشاهده کرد که بعدها مشخص شد ساختاری پلیمری دارد. در آن زمان، این ترکیب ناشناخته صرفاً به‌عنوان یک کنجکاوی علمی مطرح شد و کاربری خاصی برای آن در نظر گرفته نشد.

نقطه آغاز صنعتی شدن پلی اتیلن

تحقیقات درباره پلی اتیلن تا دهه 1930 به‌طور جدی دنبال نشد، اما در سال 1933، دو دانشمند شرکت بریتانیایی ICI (Imperial Chemical Industries)، یعنی اریک فاوست و رینولد گیبسون، به‌طور تصادفی توانستند پلی‌اتیلن سبک (LDPE) را از پلیمریزاسیون گاز اتیلن تحت فشار بالا تولید کنند. این کشف، راه را برای تولید صنعتی این پلیمر هموار کرد. در سال 1939، در بحبوحه جنگ جهانی دوم، بریتانیا از پلی‌اتیلن برای عایق‌بندی کابل‌های راداری استفاده کرد، که نشان‌دهنده اهمیت راهبردی آن در صنایع حساس بود.

نقاط عطف در تولید پلی‌اتیلن

پس از جنگ جهانی، تقاضا برای پلی اتیلن به‌شدت افزایش یافت و شرکت‌های صنعتی به دنبال بهینه‌سازی فرآیندهای تولید آن بودند. چند مورد از مهم‌ترین نقاط عطف در توسعه این پلیمر عبارتند از:

1. کشف پلی‌اتیلن سنگین (HDPE) – 1953: در دهه 1950، کارل زیگلر، شیمیدان آلمانی، با استفاده از کاتالیست‌های جدید، موفق شد پلی‌اتیلن سنگین (HDPE) را در فشار و دمای پایین‌تر تولید کند. این نوآوری باعث افزایش استحکام، مقاومت شیمیایی و پایداری حرارتی پلی‌اتیلن شد. به دلیل این دستاورد، زیگلر و همکارش جولیو ناتا در سال 1963 جایزه نوبل شیمی را دریافت کردند.
2. توسعه پلی‌اتیلن خطی سبک (LLDPE) – دهه 1970: در ادامه تحقیقات روی انواع مختلف پلی‌اتیلن، محققان توانستند پلی‌اتیلن خطی سبک (LLDPE) را تولید کنند. این نوع پلی‌اتیلن به دلیل انعطاف‌پذیری و استحکام کششی بالا، در صنایع بسته‌بندی، فیلم‌های پلاستیکی و لوله‌های انتقال مایعات کاربرد گسترده‌ای پیدا کرد.
3. تحولات مدرن و مهندسی پلی‌اتیلن – دهه 2000 تاکنون: امروزه، فناوری‌های جدید مانند کاتالیست‌های متالوسن باعث شده‌اند که پلی‌اتیلن با ویژگی‌های بهینه‌تری تولید شود. این پیشرفت‌ها امکان تولید پلیمرهایی با توزیع وزن مولکولی کنترل‌شده، شفافیت بیشتر و استحکام بالاتر را فراهم کرده‌اند. همچنین، تمرکز بر تولید پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر و بازیافت‌پذیر، آینده پلی‌اتیلن را به سمت پایداری بیشتر سوق داده است.

تاریخچه پلی‌اتیلن نشان‌دهنده مسیر تکاملی یک پلیمر است که از یک کشف تصادفی به یکی از مهم‌ترین مواد مهندسی و صنعتی جهان تبدیل شد. از عایق‌بندی کابل‌های راداری در جنگ جهانی دوم تا کاربردهای پیشرفته امروزی در صنایع بسته‌بندی، پزشکی و خودروسازی، این ماده نقشی کلیدی در پیشرفت فناوری‌های مدرن ایفا کرده است. توسعه فرایندهای نوین تولید و تلاش برای بهبود خواص این پلیمر، نشان‌دهنده اهمیت روزافزون پلی‌اتیلن در آینده صنعت و فناوری خواهد بود.

انواع پلی اتیلن

پلی‌اتیلن بسته به شرایط پلیمریزاسیون و نوع کاتالیست‌های مورد استفاده در فرآیند تولید، به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شود. هر یک از این انواع دارای ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی متفاوتی هستند که آن‌ها را برای کاربردهای مشخصی مناسب می‌سازد. در ادامه، انواع اصلی پلی اتیلن و ویژگی‌ها و کاربردهای هرکدام را بررسی می‌کنیم.

پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE)

پلی اتیلن با چگالی بالا (High-Density Polyethylene) ساختاری خطی و بدون شاخه‌های جانبی دارد که باعث می‌شود زنجیره‌های پلیمری آن به‌صورت فشرده و متراکم در کنار یکدیگر قرار گیرند. این ویژگی منجر به افزایش استحکام مکانیکی، مقاومت شیمیایی بالا و پایداری حرارتی مطلوب در مقایسه با انواع دیگر می‌شود.

به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی و مواد شیمیایی، HDPE در تولید لوله‌های انتقال آب و گاز، مخازن نگهداری مواد شیمیایی، بطری‌های پلاستیکی، کیسه‌های سنگین و تجهیزات صنعتی استفاده می‌شود. همچنین، به دلیل پایداری محیطی و قابلیت بازیافت، در صنایع بسته‌بندی پایدار و محصولات دوستدار محیط زیست نیز کاربرد گسترده‌ای دارد.

پلی اتیلن با چگالی پایین (LDPE)

پلی‌اتیلن با چگالی پایین (Low-Density Polyethylene) دارای ساختاری شاخه‌ای است که باعث کاهش میزان بلورینگی و افزایش انعطاف‌پذیری آن می‌شود. این ماده شفافیت بالایی داشته و نسبت به سایر انواع پلی‌اتیلن نرمی بیشتری از خود نشان می‌دهد.

انعطاف‌پذیری و قابلیت پردازش آسان LDPE آن را به گزینه‌ای مناسب برای تولید فیلم‌های پلاستیکی، کیسه‌های خرید، روکش‌های کابل، بطری‌های فشاری، بسته‌بندی‌های مواد غذایی و لایه‌های محافظ صنعتی تبدیل کرده است. علاوه بر این، به دلیل مقاومت در برابر نفوذ رطوبت، در تولید ورق‌های محافظ کشاورزی و بسته‌بندی دارویی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پلی‌اتیلن خطی با چگالی پایین (LLDPE)

پلی اتیلن خطی با چگالی پایین (Linear Low-Density Polyethylene) مشابه LDPE است اما زنجیره‌های پلیمری آن دارای شاخه‌های کوتاه و منظم‌تری هستند. این ساختار موجب افزایش استحکام کششی و مقاومت در برابر سوراخ‌شدگی و پارگی می‌شود، درحالی‌که انعطاف‌پذیری و پردازش‌پذیری آن نیز حفظ شده است.

این نوع پلی‌اتیلن در ساخت فیلم‌های بسته‌بندی کشسان، روکش سیم و کابل، پوشش‌های گلخانه‌ای، کیسه‌های سنگین و ظروف انعطاف‌پذیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. ترکیب مناسب از استحکام و نرمی، LLDPE را به انتخابی ایده‌آل برای صنایعی که به فیلم‌های پلاستیکی مقاوم و درعین‌حال منعطف نیاز دارند، تبدیل کرده است.

پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE)

پلی‌اتیلن با چگالی متوسط (Medium-Density Polyethylene) از نظر ساختاری بین HDPE و LDPE قرار می‌گیرد. این نوع دارای درجه‌ای از انعطاف‌پذیری و استحکام مکانیکی متعادل است و مقاومت به ترک‌خوردگی تنشی آن بالاتر از LDPE است، اما همچنان انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به HDPE دارد.

MDPE به دلیل مقاومت خوب در برابر ضربه و تنش‌های محیطی، در تولید لوله‌های گاز، تانکرهای ذخیره‌سازی، فیلم‌های محافظ و برخی از انواع بسته‌بندی‌های مقاوم مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین، در تولید سیستم‌های لوله‌کشی زیرزمینی و پوشش‌های محافظ در برابر سایش کاربرد دارد، زیرا دوام بالایی در محیط‌های سخت از خود نشان می‌دهد.

پلی اتیلن در اشکال و ترکیبات مختلف، نیازهای متنوع صنایع مدرن را تأمین می‌کند. انتخاب نوع مناسب بسته به کاربرد موردنظر، شرایط عملیاتی و الزامات فنی انجام می‌شود، به‌گونه‌ای که ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی هر نوع پلی‌اتیلن با نیازهای صنعتی خاص تطابق داشته باشد.

فرآیند تولید پلی اتیلن

تولید پلی اتیلن یک فرآیند صنعتی پیچیده است که شامل واکنش‌های شیمیایی کنترل‌شده و استفاده از تجهیزات پیشرفته برای رسیدن به خواص مطلوب این پلیمر می‌شود. این فرآیند در چندین مرحله از جمله تأمین مواد اولیه، انجام واکنش‌های پلیمریزاسیون و پردازش نهایی صورت می‌گیرد. در ادامه، جزئیات هر یک از این مراحل را بررسی می‌کنیم.

مواد اولیه و واکنش‌های شیمیایی

ماده اولیه اصلی برای تولید پلی اتیلن، اتیلن (C₂H₄) است که معمولاً از فرآیند کراکینگ هیدروکربن‌های سبک مانند اتان، پروپان یا نفتا در پالایشگاه‌های پتروشیمی به‌دست می‌آید.

واکنش اصلی که منجر به تشکیل پلی‌اتیلن می‌شود، پلیمریزاسیون رادیکالی یا کاتالیستی اتیلن است. در این واکنش، مولکول‌های اتیلن از طریق مکانیزم‌های مختلف (رادیکالی، زیگلر-ناتا، یا متالوسن) به یکدیگر متصل شده و زنجیره‌های پلیمری را تشکیل می‌دهند. بسته به نوع فرآیند، خواص نهایی پلیمر می‌تواند متغیر باشد، که در ادامه به بررسی روش‌های مختلف پلیمریزاسیون می‌پردازیم.

روش‌های پلیمریزاسیون

تولید پلی اتیلن از طریق روش‌های مختلف پلیمریزاسیون انجام می‌شود که هر یک دارای شرایط عملیاتی و تجهیزات خاص خود هستند. مهم‌ترین روش‌های تولید شامل موارد زیر است:

1. پلیمریزاسیون تحت فشار بالا (High-Pressure Polymerization)

این روش که عمدتاً برای تولید پلی‌اتیلن با چگالی پایین (LDPE) استفاده می‌شود، شامل پلیمریزاسیون رادیکالی گاز اتیلن در فشار بسیار بالا (حدود 1000 تا 3000 بار) و دمای 150 تا 300 درجه سانتی‌گراد است.

تجهیزات کلیدی در این روش شامل:

• راکتور لوله‌ای (Tubular Reactor) یا راکتور اتوکلاو (Autoclave Reactor) برای انجام واکنش
• کمپرسور چند مرحله‌ای (Multistage Compressor) برای افزایش فشار اتیلن
• سیستم خنک‌کننده (Cooling System) برای کنترل دمای واکنش
• اکسترودر (Extruder) برای تبدیل پلیمر خام به دانه‌های گرانول

2. پلیمریزاسیون با فشار پایین (Low-Pressure Polymerization)

این روش که برای تولید پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و پلی‌اتیلن خطی با چگالی پایین (LLDPE) استفاده می‌شود، معمولاً در فشارهای 1 تا 50 بار و دمای 70 تا 110 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. این روش به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود:

الف) فرآیند زیگلر-ناتا (Ziegler-Natta Polymerization)

این روش از کاتالیست‌های زیگلر-ناتا برای تولید HDPE و LLDPE استفاده می‌کند و در دو نوع راکتور دوغابی (Slurry Reactor) و راکتور فاز گازی (Gas Phase Reactor) قابل اجراست.

تجهیزات مورد استفاده:

• راکتور دوغابی (Slurry Reactor) برای پلیمریزاسیون در محیط مایع
• راکتور فاز گازی (Gas Phase Reactor) برای واکنش در محیط گازی
• سانتریفیوژ (Centrifuge) برای جداسازی پلیمر از محیط واکنش
• سیستم خشک‌کن (Drying System) برای حذف حلال‌ها و رطوبت

ب) فرآیند متالوسن (Metallocene Polymerization)

در این روش، از کاتالیست‌های متالوسن استفاده می‌شود که کنترل بهتری روی توزیع وزن مولکولی و ساختار پلیمر دارند، و معمولاً برای تولید LLDPE با خواص پیشرفته به‌کار می‌رود.

تجهیزات مورد استفاده:

• راکتور بستر سیال (Fluidized-Bed Reactor) برای توزیع یکنواخت کاتالیست و مونومر
• سیستم فیلتراسیون (Filtration System) برای حذف کاتالیست‌های باقی‌مانده
• سیستم گرانول‌سازی (Pelletizing System) برای تولید گرانول‌های یکنواخت

3. پلیمریزاسیون محلولی (Solution Polymerization)

این روش در دمای 150 تا 250 درجه سانتی‌گراد و فشار 20 تا 100 بار انجام شده و از حلال‌های آلی برای حل کردن اتیلن و انجام واکنش استفاده می‌شود. این روش معمولاً برای تولید پلی‌اتیلن‌های ویژه با خواص خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تجهیزات کلیدی در این روش شامل:

• راکتور محلولی (Solution Reactor) برای انجام واکنش در محیط مایع
• سیستم جداسازی حلال (Solvent Recovery System) برای بازیافت حلال‌ها
• سیستم خنک‌کننده و جداسازی (Cooling & Separation Unit) برای بازیافت مونومرهای واکنش‌نداده

فرآیند تولید پلی اتیلن شامل مراحل پیچیده‌ای از تأمین مواد اولیه تا پلیمریزاسیون و تبدیل به محصول نهایی است. انتخاب روش مناسب پلیمریزاسیون بستگی به نوع پلی‌اتیلن مورد نیاز، ویژگی‌های مکانیکی و شرایط عملیاتی دارد. در این فرآیند، استفاده از تجهیزات پیشرفته مانند راکتورهای دوغابی، راکتورهای فاز گازی، کمپرسورهای فشار بالا و اکسترودرهای صنعتی نقش مهمی در کنترل کیفیت و بهره‌وری تولید دارد. با پیشرفت فناوری‌های پلیمری، روش‌های نوین تولید در حال بهبود عملکرد و افزایش پایداری محیطی این صنعت هستند.

خواص فیزیکی و شیمیایی پلی اتیلن

پلی‌اتیلن به‌عنوان یکی از پرکاربردترین پلیمرهای مهندسی، دارای خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر‌به‌فردی است که آن را برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای صنعتی و تجاری مناسب می‌سازد. این ویژگی‌ها مستقیماً به ساختار مولکولی، خواص مکانیکی و مقاومت در برابر مواد شیمیایی بستگی دارند که در ادامه به بررسی جزئیات آن‌ها می‌پردازیم.

ساختار مولکولی پلی اتیلن

ساختار پایه پلی‌اتیلن از زنجیره‌های بلندی از مونومرهای اتیلن (C₂H₄) تشکیل شده است که طی فرآیند پلیمریزاسیون به هم متصل می‌شوند. بسته به نوع پلی‌اتیلن، این زنجیره‌ها می‌توانند شاخه‌ای، خطی یا نیمه‌بلورین باشند که تأثیر مستقیمی بر خواص نهایی پلیمر دارد.

• پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE) دارای زنجیره‌های خطی و متراکم است که منجر به افزایش میزان بلورینگی و استحکام مکانیکی می‌شود.
• پلی‌اتیلن با چگالی پایین (LDPE) ساختاری شاخه‌ای دارد که انعطاف‌پذیری را افزایش داده اما استحکام مکانیکی را کاهش می‌دهد.
• پلی‌اتیلن خطی با چگالی پایین (LLDPE) ترکیبی از ساختار خطی و شاخه‌ای کوتاه است که استحکام و انعطاف‌پذیری را به‌طور هم‌زمان بهبود می‌بخشد.
• پلی‌اتیلن با چگالی متوسط (MDPE) ساختاری نیمه‌بلورین داشته و تعادلی میان استحکام و انعطاف ارائه می‌دهد.

بلورینگی پلی‌اتیلن بین 35 تا 80 درصد متغیر است که بر خواص مکانیکی، دمای ذوب و رفتار شیمیایی آن تأثیر می‌گذارد. هرچه بلورینگی بیشتر باشد، مقاومت مکانیکی و سختی پلیمر افزایش می‌یابد، اما انعطاف‌پذیری کاهش پیدا می‌کند.

خواص مکانیکی پلی اتیلن

پلی اتیلن به دلیل ترکیب مناسب از استحکام، انعطاف‌پذیری و چقرمگی، در صنایع مختلف از بسته‌بندی تا مهندسی ساختاری استفاده می‌شود. مهم‌ترین خواص مکانیکی آن شامل موارد زیر است:

• استحکام کششی: بسته به نوع پلی‌اتیلن، این مقدار در محدوده 10 تا 40 مگاپاسکال قرار دارد. HDPE دارای استحکام کششی بالاتری نسبت به LDPE و LLDPE است.
• چقرمگی و انعطاف‌پذیری: پلی‌اتیلن به‌ویژه انواع LLDPE و LDPE، چقرمگی و انعطاف‌پذیری بالایی دارند که آن‌ها را برای بسته‌بندی، فیلم‌های پلاستیکی و کاربردهای ضربه‌گیر مناسب می‌کند.
• مقاومت به ضربه: HDPE و MDPE به دلیل چگالی بالاتر و ساختار بلورین، در برابر ضربه مقاوم‌تر از LDPE هستند. این ویژگی موجب استفاده گسترده از آن‌ها در لوله‌های انتقال سیالات و مخازن صنعتی شده است.
• سختی و استحکام فشاری: پلی‌اتیلن با چگالی بالا سخت‌تر بوده و مقاومت خوبی در برابر فشار دارد، در حالی که پلی‌اتیلن با چگالی پایین نرم‌تر و منعطف‌تر است.

دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) پلی اتیلن در محدوده -120 تا -100 درجه سانتی‌گراد قرار دارد که نشان‌دهنده انعطاف‌پذیری بالای آن در دماهای پایین است. همچنین، دمای ذوب بسته به میزان بلورینگی از 105 تا 135 درجه سانتی‌گراد متغیر است.

مقاومت در برابر مواد شیمیایی پلی اتیلن

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های پلی‌اتیلن، مقاومت بالای آن در برابر طیف وسیعی از مواد شیمیایی است. این خاصیت، استفاده از پلی‌اتیلن را در محیط‌های صنعتی و شیمیایی تسهیل کرده است.

• مقاومت در برابر اسیدها و بازها: پلی‌اتیلن در برابر اکثر اسیدهای معدنی (مانند سولفوریک اسید و نیتریک اسید) و بازهای قوی (مانند سدیم هیدروکسید) مقاوم است و دچار خوردگی نمی‌شود.
• مقاومت در برابر حلال‌های آلی: این پلیمر در برابر حلال‌های قطبی مانند الکل‌ها و استون مقاوم است، اما در دماهای بالا ممکن است برخی هیدروکربن‌های آروماتیک و هالوژنه مانند بنزن و کلروفرم باعث تورم آن شوند.
• مقاومت در برابر اکسیداسیون: پلی‌اتیلن در برابر اکسیدکننده‌های قوی مانند آب اکسیژنه غلیظ و پتاسیم پرمنگنات حساس است و ممکن است تحت شرایط خاص تخریب شود. به همین دلیل، در کاربردهای حساس معمولاً از پایدارکننده‌های آنتی‌اکسیدان برای افزایش دوام پلیمر استفاده می‌شود.
• مقاومت در برابر نفوذپذیری گازها: پلی‌اتیلن نسبت به نفوذ برخی گازها مانند اکسیژن و دی‌اکسیدکربن نیمه‌تراوا است، اما در برابر بخار آب مقاومت خوبی دارد که این ویژگی باعث استفاده گسترده آن در بسته‌بندی مواد غذایی می‌شود.

خواص فیزیکی و شیمیایی پلی اتیلن، از ساختار مولکولی آن نشأت می‌گیرد و تعیین‌کننده عملکرد و کاربردهای صنعتی آن است. ترکیب استحکام مکانیکی، انعطاف‌پذیری و مقاومت شیمیایی بالا باعث شده است که این پلیمر در طیف وسیعی از صنایع، از بسته‌بندی و پزشکی گرفته تا لوله‌های انتقال سیالات و تجهیزات صنعتی، مورد استفاده قرار گیرد. انتخاب نوع مناسب پلی‌اتیلن بستگی به شرایط محیطی، نوع بارگذاری مکانیکی و الزامات شیمیایی هر کاربرد دارد.

کاربردهای پلی اتیلن در صنایع مختلف

پلی‌اتیلن به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر‌به‌فرد خود، در طیف گسترده‌ای از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. انعطاف‌پذیری بالا، استحکام مکانیکی مناسب، مقاومت در برابر مواد شیمیایی و هزینه تولید مقرون‌به‌صرفه، از جمله عواملی هستند که این پلیمر را به یکی از پرمصرف‌ترین مواد صنعتی تبدیل کرده‌اند. در ادامه، کاربردهای پلی‌اتیلن را در حوزه‌های مختلف بررسی می‌کنیم.

بسته‌بندی

صنعت بسته‌بندی یکی از بزرگ‌ترین مصرف‌کنندگان پلی اتیلن است. خواص مکانیکی مناسب، قابلیت بازیافت، مقاومت در برابر نفوذ رطوبت و انعطاف‌پذیری بالا، باعث شده‌اند که این پلیمر در ساخت انواع بسته‌بندی‌های صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار گیرد.

• کیسه‌های پلاستیکی: کیسه‌های خرید، کیسه‌های فریزری و کیسه‌های زباله معمولاً از پلی‌اتیلن با چگالی پایین (LDPE) یا پلی‌اتیلن خطی با چگالی پایین (LLDPE) ساخته می‌شوند که انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت در برابر پارگی را فراهم می‌کنند.
• فیلم‌های بسته‌بندی: فیلم‌های بسته‌بندی مواد غذایی، روکش‌های استرچ و شیرینگ که در صنایع غذایی و حمل‌ونقل استفاده می‌شوند، عمدتاً از LLDPE و LDPE تولید می‌شوند. این فیلم‌ها به دلیل خاصیت کشسانی و شفافیت بالا، نقش مهمی در حفظ کیفیت مواد غذایی و کاهش ضایعات دارند.

کشاورزی

پلی اتیلن در کشاورزی به دلیل مقاومت در برابر شرایط جوی، دوام بالا و هزینه کم، نقش مهمی در افزایش بهره‌وری و کاهش مصرف منابع ایفا می‌کند.

• لوله‌های آبیاری: پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) به دلیل استحکام مکانیکی بالا، انعطاف‌پذیری مناسب و مقاومت در برابر اشعه فرابنفش، برای تولید لوله‌های آبیاری قطره‌ای و تحت فشار مورد استفاده قرار می‌گیرد. این لوله‌ها مانع از نشت و هدررفت آب شده و در برابر خوردگی مقاوم هستند.
• پوشش‌های گلخانه‌ای: فیلم‌های گلخانه‌ای تولید‌شده از LDPE و LLDPE باعث کاهش تبخیر آب، حفظ دمای مطلوب گیاهان و افزایش بازده محصولات کشاورزی می‌شوند. این پوشش‌ها به دلیل شفافیت بالا و مقاومت در برابر ترک‌خوردگی، عمر مفید بالایی دارند.

پلی اتیلن در پزشکی

صنعت پزشکی یکی از بخش‌هایی است که از پلی اتیلن برای تولید تجهیزات حساس و بهداشتی استفاده می‌کند. این پلیمر به دلیل زیست‌سازگاری، استحکام شیمیایی و قابلیت استریل شدن، جایگاه مهمی در تولید وسایل پزشکی و دارویی دارد.

• تجهیزات پزشکی: سرنگ‌ها، کیسه‌های خون، لوله‌های تنفسی و برخی از پروتزهای پزشکی از پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و پلی‌اتیلن با چگالی متوسط (MDPE) ساخته می‌شوند. این مواد فاقد سمیت بوده و به راحتی ضدعفونی و استریل می‌شوند.
• بسته‌بندی دارویی: بطری‌های دارویی، بسته‌بندی قرص‌ها و کیسه‌های محلول‌های تزریقی از LDPE و HDPE تولید می‌شوند که در برابر رطوبت مقاوم بوده و از آلودگی جلوگیری می‌کنند.

ساختمان و ساخت‌وساز

پلی اتیلن به دلیل وزن سبک، مقاومت مکانیکی بالا و عدم خوردگی، در صنایع ساخت‌وساز جایگزین مناسبی برای فلزات و مواد سنتی شده است.

• لوله‌ها و اتصالات: HDPE و MDPE برای تولید لوله‌های انتقال آب، فاضلاب و گاز استفاده می‌شوند. این لوله‌ها مقاوم به ضربه، انعطاف‌پذیر و دارای طول عمر بالا هستند و در برابر زنگ‌زدگی و پوسیدگی مقاوم‌اند.
• عایق‌های ساختمانی: فوم‌های پلی‌اتیلنی برای عایق‌کاری حرارتی و صوتی ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد علاوه بر سبک بودن، عملکرد عایقی مناسبی در برابر انتقال گرما و صدا دارند.

مزایا و معایب استفاده از پلی‌اتیلن

مزیت‌های استفاده از پلی اتیلن عبارتند از:

• ✔ وزن سبک و انعطاف‌پذیری بالا: باعث سهولت حمل‌ونقل و نصب آسان در کاربردهای صنعتی و ساختمانی می‌شود.
• ✔ مقاومت شیمیایی بالا: در برابر اسیدها، بازها و بسیاری از حلال‌ها مقاوم بوده و در محیط‌های خورنده به‌خوبی عمل می‌کند.
• ✔ دوام و طول عمر بالا: در برابر ضربه، ترک‌خوردگی و فشار مقاوم است که آن را برای کاربردهای طولانی‌مدت مناسب می‌سازد.
• ✔ قابلیت بازیافت: بسیاری از انواع پلی‌اتیلن قابل بازیافت بوده و امکان استفاده مجدد از آن در صنایع مختلف وجود دارد.
• ✔ هزینه تولید مقرون‌به‌صرفه: در مقایسه با سایر پلیمرها و مواد جایگزین، هزینه تولید پایین‌تری دارد که آن را گزینه‌ای اقتصادی در تولید انبوه می‌سازد.

معایب پلی اتیلن:

• ✖ آسیب‌پذیری در برابر اشعه UV: پلی‌اتیلن معمولی در معرض نور خورشید دچار تجزیه و ترک‌خوردگی می‌شود، مگر اینکه با مواد مقاوم‌کننده در برابر UV تقویت شود.
• ✖ محدودیت در دماهای بالا: این پلیمر در دماهای بسیار بالا دچار نرم‌شدگی و تغییر شکل می‌شود، که کاربرد آن را در شرایط با دمای بالا محدود می‌کند.
• ✖ تأثیرات زیست‌محیطی: اگرچه پلی‌اتیلن قابل بازیافت است، اما در صورت عدم مدیریت صحیح، پسماندهای آن به آلودگی محیط زیست و افزایش زباله‌های پلاستیکی منجر می‌شود.
• ✖ قابلیت اشتعال‌پذیری: پلی‌اتیلن در دمای بالا قابل احتراق بوده و در برابر شعله مستقیم دچار ذوب‌شدگی می‌شود، که نیاز به استفاده از مواد ضدحریق در برخی کاربردها دارد.